Este interesant să participi la o conferință dedicată căutării „inspirației în natură”. Sunt, de asemenea, foarte fericit că sunt în preludiu. Ai observat că această parte este un preludiu? Pentru că voi avea ocazia să vorbesc despre una dintre creaturile mele preferate, iar asta face ca grebele să fie ascuțit. Nu ați trăit dacă nu ați văzut încă aceste păsări dansând în timpul curtei. Am fost pe Lacul Bowman din Parcul Național Glacier. Este un lac lung și îngust, în care dealurile cu capul în jos par să se întindă. Eu și partenerul meu avem o barcă cu vâsle. În timp ce vâsleam, un grebe a trecut lângă noi. Și cum arată exact o scufundare în teren? Bărbatul și femela merg împreună, încep să alerge sub apă. Vâslesc din ce în ce mai repede până merg atât de repede încât se ridică explicit din apă, menținând corpul în poziție verticală și în același timp vâslind la suprafață. Și un astfel de grebe s-a apropiat în timp ce vâsleam. Mergeam într-adevăr foarte repede, iar grebele trebuie să ne fi confundat cu obiectul interesului său și să înceapă să alerge de-a lungul apei de lângă noi, iar acest dans al curtei ne-a arătat câțiva kilometri. Uneori se oprea și începea din nou, apoi se oprea din nou și începea. Deci, acesta este un adevărat preludiu. (Râsete)

împărtășește

OK, eram atât de aproape de schimbarea speciilor atunci. Evident, viața ne poate învăța ceva în domeniul divertismentului. In regula. Avem multe de învățat din viață. Dar ceea ce aș vrea să vorbesc astăzi este ceea ce viața ne poate învăța în tehnologie și design. Ce s-a întâmplat de când a fost publicată cartea? Cartea a fost dedicată în principal cercetării biomimicriei. Și ce a avansat de atunci? Arhitecți, designeri, ingineri - oamenii care alcătuiesc lumea noastră - au început să vorbească și au dorit ca un biolog să stea cu ei la biroul de proiectare și să-i inspire. Sau - și aceasta este partea mai distractivă pentru mine - vor să îi introducem în lumea naturii. Ei vin cu unele probleme de proiectare și vom găsi soluții de top în natură care ar putea inspira designerii.

Așa că am făcut această fotografie în Galapagos împreună cu inginerii de tratare a apelor uzate. Și unii dintre ei au adoptat de fapt o poziție negativă cu privire la întâlnire. Știi, primul lucru pe care ni l-au spus a fost că folosesc deja biomimicry. Au spus că folosesc bacterii pentru purificarea apei. Le-am spus, ei bine, asta nu înseamnă a fi inspirați din natură. În acest caz, este bioprocesarea, o tehnologie susținută biologic: utilizarea unui anumit organism pentru tratarea apelor uzate este o tehnică veche numită „domesticire”. Dar biomimicry este despre învățare, despre obținerea unei idei de la un organism și utilizarea acesteia în practică. Și așa încă nu au înțeles.

Așa că ne-am dus la plajă și îți spun: Spune-mi despre una dintre cele mai mari probleme ale tale. Ceva cu care trebuie să vă confruntați în proiectare sau care vă împiedică dezvoltarea durabilă, care vă împiedică durabilitatea. Au răspuns la calcar, care este depunerea mineralelor în țevi. Au spus, știi, se întâmplă ca mineralele - ca la tine acasă - să se așeze în țevi. Drept urmare, pasajul se închide și trebuie să inundăm țevile cu substanțe toxice sau trebuie să le sapăm. Deci, dacă am putea găsi o modalitate de a opri așezarea, am luat câteva scoici pe plajă. Și le-a zis: Ce locuiește acolo? Ce e în țevile tale? Și spun: carbonat de calciu. Și spun, exact asta este, carbonatul de calciu.

Nu știau asta. Ei nu știau ce este o coajă, că proteinele își așează baza și apoi cristalizează în această matrice pentru a forma o coajă. Același tip de proces, fără proteine, are loc în țevi. Nu știau despre asta. Nu din lipsă de informații, ci din lipsă de integrare. Știi, ei trăiesc în acea bulă. Nu știau puțin că acesta era același proces. Unul dintre ei s-a gândit la asta și a spus: Ei bine, dacă aceasta este doar cristalizare, ceea ce se întâmplă automat prin acțiunea apei de mare prin auto-organizare moleculară, atunci de ce nu sunt cochiliile infinit de mari? Ce va opri formarea sedimentelor? De ce acele cutii poștale nu cresc la nesfârșit? Și fac asta, la fel ca atunci când secretă o proteină pentru a începe cristalizarea - și apoi s-au aplecat mai aproape de mine și își sporesc atenția - au și o proteină care oprește cristalizarea. Se lipeste literalmente de forma în creștere a acelui cristal. Și în timp ce suntem la el, există un produs numit TPA care imită acea proteină - cea care oprește cristalizarea. Oprește formarea depozitelor în țevi și este ecologic.

Asta a schimbat totul. Din acel moment, inginerii nu au vrut nici măcar să se întoarcă la navă. În prima zi au plecat într-o excursie, urmată de doar clic, clic, clic, clic. Cinci minute mai târziu, erau din nou pe navă. Au fost efectuate. Știi, ne-am uitat la insulă. Apoi totul s-a schimbat. S-au târât pe toată insula. S-au scufundat atâta timp cât i-am părăsit. S-a întâmplat că și-au dat seama că există organisme acolo care au rezolvat problemele la care și-au dedicat întreaga carieră.

Învățarea despre lumea naturii este un lucru, învățarea din natură este diferența. Aceasta este o schimbare semnificativă. Și-au dat seama că răspunsurile la întrebările lor erau în jurul lor; trebuie doar să privească lumea dintr-un unghi diferit. 3,8 miliarde de ani de încercări pe teren. 10-30 - Craig Venter probabil vă va spune, în opinia mea, peste 30 de milioane - soluții bine adaptate. Este important pentru mine că acestea sunt soluțiile găsite în context. Iar contextul este Pământul - același context în care încercăm să ne rezolvăm problemele. Deci este o imitație conștientă a geniului vieții. Nu este o imitație de sclav, deși Albert încearcă să facă aceeași coafură - nu este doar o copiere slavă. Este vorba de a folosi principiile designului, geniul lumii naturale și de a învăța ceva din ea.

Într-un grup cu atât de mulți informaticieni, trebuie să menționez acest lucru - un domeniu despre care nu voi vorbi și care este al tău, este, de asemenea, unul dintre acele domenii care au extras o cantitate imensă de cunoștințe din viața sălbatică - în domeniul software. Așadar, computerele se protejează, urmând modelul sistemului imunitar, și învățăm din reglarea genelor și dezvoltarea biologică. De asemenea, învățăm din rețelele neuronale, algoritmi genetici, calcule evolutive. Aceasta se află în cadrul software-ului. Dar am fost intrigat că nu ne implicăm atât de mult. Nu cred că aceste mașini sunt o astfel de tehnică de ultimă generație, având în vedere că există zeci de agenți cancerigeni în apă în Silicon Valley. Deci hardware-ul nu corespunde nivelului pe care viața l-ar numi succes. Deci, ce putem învăța despre producție - nu doar computerele, ci totul? Avionul în care ai intrat, mașinile, scaunele pe care stai. Cum transformăm lumea pe care am creat-o, lumea creată de oameni? Și, mai important, ce întrebări ar trebui să ne punem în următorii zece ani? Și viața oferă o mulțime de tehnologii uimitoare.

Deci, care este programa? Trei întrebări sunt, în opinia mea, cheia. Cum produce viața lucrurile? Iată exact opusul; așa facem lucrurile. Se numește căldură, presiune și procesare - așa o numesc oamenii de știință. Se pare că scoatem lucrurile la suprafață, lăsând 96 la sută din deșeuri și doar patru la sută din produsul pe care îl obținem. Încălziți-l, expuneți-l la presiune ridicată și folosiți substanțe chimice. BINE. Căldură, presiune și prelucrare.

Viața nu își poate permite acest lucru. Cum face viața lucrurile? Cum le poate profita la maximum? Acesta este un bob de polen de nucșoară. Și datorită formei sale, poate pluti atât de ușor în aer. In regula. Uită-te la acea formă. Viața adaugă informații la materie. Cu alte cuvinte: structură. El îi oferă informații. Prin adăugarea de informații, materia capătă o funcție diferită de cea a materiei fără structură. Și în al treilea rând, cum aranjează viața ca lucrurile să facă parte din sisteme? Căci viața nu procesează lucrurile prea mult; în lumea naturii, lucrurile nu sunt separate de sistemele lor. Curriculum foarte rapid. Acum citesc din ce în ce mai multe despre asta și urmăresc ce se întâmplă în jurul său. Lucruri uimitoare în științele biologice ne așteaptă. În același timp, încerc să ascult o mulțime de companii și să aflu cu ce provocări mari se confruntă. Aceste două grupuri nu comunică între ele. Nu există absolut nicio comunicare între ei.

Ce ne poate ajuta în lumea biologiei să ieșim din impasul pe care l-am găsit în acest moment? Voi încerca să zbor prin acești doisprezece îmbunătățitori.

Bine, deci unul este autoorganizarea. Ei bine, ați auzit despre asta acum o clipă în legătură cu nanotehnologia. Înapoi la acea coajă: acest material se auto-organizează. În partea stângă jos este o imagine a unei sidefuri care creează o cutie cu apă de mare. Este o structură stratificată din minerale și polimeri, ceea ce îi conferă rezistență. Este de două ori mai puternică decât ceramica noastră de ultimă generație. Dar ce este cu adevărat interesant: spre deosebire de ceramica noastră, care se află în cuptoare, acest proces are loc în apa de mare. Se întâmplă aproape, în interior și aproape de corpul animalului. Ei bine, oamenii încep - acestea sunt laboratoarele naționale Sandia; Jeff Brinker a găsit o modalitate de a crea un proces de codificare auto-organizat. Imaginați-vă că am putea produce ceramică la temperatura camerei pur și simplu prin scufundarea materialului într-un lichid, îndepărtarea acestuia din lichid și, în cele din urmă, evaporarea moleculei din lichid pentru a se lega împreună și a se potrivi împreună ca un puzzle conform aceluiași principiu în care funcționează cristalizarea pe. Imaginați-vă că am produs toate materialele noastre solide în acest fel. Imaginați-vă că am pulverizat predecesorii unei celule fotovoltaice sau solare pe acoperiș și s-ar autoorganiza într-o structură stratificată care colectează lumina.

Iată un interes pentru lumea tehnologiei informației: biosiliciul. Este o membrană diatomică realizată din silicați. Astfel, siliciul pe care îl obținem astăzi face parte din problema noastră cauzatoare de cancer în producerea chipsurilor noastre. Acesta este procesul de biomineralizare pe care îl emulăm acum. Acest lucru se face la Universitatea din California, Santa Barbara; este din munca de cercetare a lui Ernst Haeckel. Imaginați-vă că dvs. - și chiar și în acest caz este un proces matricial și materialul se solidifică dintr-un proces lichid - imaginați-vă că ați realiza o astfel de structură la temperatura camerei. Imaginați-vă că puteți face lentile perfecte. În stânga vezi un furtun; este acoperit cu lentile care, după cum au descoperit oamenii de la Lucent Technologies, nu au distorsiuni. Este unul dintre obiectivele cu cea mai mică distorsiune pe care o cunoaștem. Și această fiară este acolo mai multe dintre ele și sunt peste tot corpul său. Din nou, interesantul acestor lentile este că acestea sunt create prin auto-organizare. Joanna Aizenberg de la Lucent învață să creeze acel tip de lentilă prin procesul la temperatură scăzută. Se ocupă și de fibra optică. Acesta este un burete de mare care are fibră optică. În jos, la bază sunt fibre optice care funcționează mai bine decât ale noastre pentru a îndoi lumina, dar le puteți lega într-un nod; sunt incredibil de flexibili.

Iată o altă idee inovatoare: CO2 ca materie primă. Geoff Coates din Cornell a spus: Știți, plantele nu văd CO2 ca fiind cea mai mare otravă a timpului nostru. Dar o facem. Plantele sunt ocupate cu producerea de lanțuri lungi de amidon și glucoză, direct din CO2. El a găsit o cale, a găsit un catalizator, și-a dat seama cum să transforme CO2 în policarbonați. Materiale plastice biodegradabile din CO2 - în felul plantelor.

Sau transformări solare: cea mai interesantă idee. Există oameni care imită sistemul de colectare a energiei în bacteriile purpurii. Sunt de la Universitatea de Stat din Arizona. Dar ceea ce este și mai interesant, recent, în ultimele câteva săptămâni, oamenii au observat că există o enzimă hidrogenază care poate genera hidrogen din protoni și electroni și este capabilă să-l transporte în esență ceea ce se întâmplă într-o celulă de combustibil la anodul de combustibil celulă și în celula de combustibil reversibilă. În celulele noastre de combustibil, o facem cu platină. Viața o poate aranja cu fier obișnuit. Și o echipă tocmai a reușit să imite o hidrogenază care jonglează cu hidrogen. Este uimitor, în cazul celulelor cu combustibil, realizarea acestui proces fără utilizarea platinei.

Puterea formei: Aici avem o balenă. Vedem că există umflături pe aripioarele acestei balene. Și aceste mici creșteri sporesc eficiența, cum ar fi marginea avionului - o creștere a eficienței cu 32%. Acest lucru ar economisi mult combustibil fosil dacă l-am pune pe marginea aripii. Culoare fără pigmenți: acest păun creează culoare după formă. Lumina trece, revenind din straturi, numită interferență cu peliculă subțire. Imaginați-vă că puteți să autoorganizați produsele, ultimele straturi jucându-se cu lumina pentru a crea culoare. Dacă am fi capabili să creăm o formă în exteriorul suprafeței, astfel încât suprafața să se curățe singură doar folosind apă. Exact asta face scrisoarea. Vedeți imaginea mărită? Este o picătură de apă și acestea sunt particule de murdărie. Și aceasta este o aproximare a unei imagini a unei frunze de lotus. Există o companie care produce produsul Lotusan, care, atunci când usucă vopseaua pe fațada unei clădiri, imită umflăturile unei frunze cu autocurățare și apa de ploaie curăță clădirea.

Obținerea de apă va fi un mare test pentru noi: Cum să-ți potolești setea? Iată două organisme care prind apa. Cel din stânga este un gândac namibian care colectează apa dintr-o ceață. Cel din stânga este un bouncer - extrage apa din aer. Nu bea apă proaspătă. Colectarea apei din Ceața Monterey și aerul înăbușitor din Atlanta înainte ca apa să intre în clădire sunt tehnici cheie.

La fel de importante vor fi și tehnologiile de separare. Ce se întâmplă dacă nu mai spunem că se extrage solide din roci solide? Ce se întâmplă dacă am putea separa metalele de fluxurile de deșeuri - cantități mici de metale în apă? Asta pot face microbii. Ele leagă metalele de apă. Aici, în San Francisco, se află compania MR3, care folosește mimica acestor molecule microbiene pe filtre pentru a extrage metalele din fluxurile de deșeuri. Chimia verde este chimia în apă. Facem chimie în solvenți organici. Iată o imagine a glandelor care se răsucesc provenind de la un păianjen și mătase realizată dintr-un păianjen. Nu este minunat? Chimia verde înlocuiește industria noastră cu instrucțiuni din natură. Acest lucru nu este ușor, deoarece viața folosește doar un subset mic de elemente ale tabelului periodic. Le folosim pe toate, chiar și pe cele toxice. Sarcina chimiei verzi este să inventeze rețete inteligente care să folosească un mic subset al tabelului periodic și să creeze materiale miraculoase precum celula respectivă.

Descompunere temporizată: Un pachet care este bun până când nu mai aveți nevoie de el și apoi se descompune la comandă. Puteți găsi această coajă în apele locale. Și firele care o țin legată de stâncă sunt sincronizate. Exact după doi ani, încep să se dizolve.

Vindecare: Este minunat. Această mică creatură este lentă. Există o problemă cu vaccinurile din toată lumea că acestea nu ajung la pacienți. Cauza poate fi că răcirea eșuează într-un fel; ceea ce numim „lanțul de răcire” este întrerupt. Bruce Rosner a studiat lentul, care se usucă complet și rămâne în viață câteva luni și este capabil să se regenereze. El și-a dat seama cum să usuce vaccinurile - acestea trebuie să fie sigilate în același tip de capsule de zahăr pe care le are încet în celulele sale, ceea ce înseamnă că vaccinurile nu mai trebuie să fie refrigerate. Pot fi așezate într-o cutie de depozitare. In regula. Învățarea de la organisme. Aceasta este o întâlnire despre apă - despre învățarea de la organismele care nu fac apă pentru a crea un vaccin care durează mult, mult, fără răcire.

Nu voi ajunge la al doisprezecelea punct. Permiteți-mi să vă spun doar că, pe lângă toate aceste adaptări, cel mai important fapt este că aceste organisme au găsit o modalitate de a face lucrurile minunate pe care le fac în timp ce au grijă de locul care va avea grijă de descendenții lor. Când sunt implicați în preludii, se gândesc la ceva extrem de important și anume să aranjeze ca materialul lor genetic să existe pentru alte 10.000 de generații. Și asta înseamnă să găsească o modalitate de a face ceea ce fac fără a distruge locul care va avea grijă de descendenții lor. Acesta este cel mai dificil test de proiectare. Din fericire, există milioane de genii dispuși să ne dea cele mai bune idei. Vă doresc mult noroc în a vorbi cu ei.